Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Калибр» - потенциометр,регулирующий усиление при калибровке

Модулометр и девиометр объединены в одном приборе СК3-26, который измеряет коэффициент амплитудной модуляци от 1 до 100% и коэффициент частотной модуляции от 1 до 150кГц при напряжениях входных сигналов от 0,05 до 2,5 В и частотах модулирующего сигнала от 0,05 до 20кГц.

T

i

Структурная схема электронного(конденсаторного)

частотомера и временные диаграммы t

его работы

Формирующее устройство ФУ преобразует входное напряжение Ufx неизвестной частоты fx в прямоугольные импульсы Uф постоянной амплитуды, следующие с той же частотой. Пока импульс существует, конденсатор С1 заряжается через диод VD1, при отсутствии импульса – конденсатор разряжается через диод VD2 и магнитоэлектрический измерительный механизм ИМ.

Среднее значение зарядного тока, протекающего через измерительный механизм за период, пропорционально количеству электричества q = C Uф

Iср = qfx = CUф fx

где Uф напряжение, до которого заряжается конденсатор.

Если C и Uф постоянны, то ток, протекающий через магнитоэлектрический прибор, линейно связан с измеряемой частотой и шкалу его можно проградуировать непосредственно в единицах измерения частоты fx.

Промышленностью выпускается конденсаторный частотомер Ч3-7, имеющий диапазон измеряемых частот для синусоидальных сигналов 10Гц – 500кГц, для прямоугольных импульсов 10Гц – 20кГц. Основная погрешность измерения составляет ±2%.


ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ

Применения M. к. Фактически все сигналы, используемые в технике и возникающие в естеств. условиях, можно считать M. к. В технике связи, напр., модулирующие сигналы являются информационными, т. е. содержащими передаваемую информацию, тогда как несущее колебание, частота к-рого, как правило много больше ширины спектра информац. сигнала, обеспечивает более эфф. передачу этой информации на расстояние При этом огибающая AMK подвергается случайным изменениям и на трассе распространения и в приёмопередающей аппаратуре (т. е. обладает слабой помехозащищённостью, в особенности в области НЧ), поэтому применение AMK целесообразно там, где важна простота устройств связи и характер сообщения может не пострадать из-за отсутствия или искажения НЧ-компонент спектра. Так, в телевидении для передачи изображения используют однополосные AMK, а для передачи НЧ-спектра звукового сопровождения применяют более помехоустойчивые ЧМК. У ЧМК, однако более широкий спектр по сравнению с AMK, в особенности когда индекс модуляции выбран большим для ослабления действия помех и повышения точности передачи сообщения, что снижает эффективность использования рабочего диапазона частот при ограниченном числе каналов связи.

Измерение амплитуды, частоты или другого параметра высокочастотного колебания в зависимости от характера передаваемой информации называют модуляцией. Высокочастотные сигналы, или сигналы несущей частоты, модулированные синусоидальным модулирующим напряжением U мод.,, по амплитуде и по частоте, показаны на рис.1.

Рис.1

Модулированные колебания: a - несущее (немодулированное) колебание; б - гармоническое модулирующее колебание; в - амплитудно-модулированное колебание; г - перемодулирован-чое колебание; д - фазо-модулированное колебание; е - частотно-модулированное колебан ие.

Сигналы ВЧ, модулированные по амплитуде (а), и по частоте (е).

Глубину амплитудной модуляции оценивают коэффициентом модуляции m= ΔU/U, где

U- амплитуда немодулированного сигнала несущей частоты

ΔU – максимальное ее приращение, пропорциональное амплитуде модулирующего напряжения.

Поскольку ΔU = (Umax - Umin)/2, а U= (Umax + Umin)/2, то

 

m= ΔU/U = (Umax - Umin)/ (Umax + Umin)

Глубину частотной модуляции оценивают по девиации Δf, т.е. наибольшему и пропорциональному амплитуде модулирующего напряжения отклонению частоты от среднего значения f0. При точных измерениях в процессе регулировки передающих и калибровке измерительных устройств измеряют индекс частотной модуляции Δf/F (где f – частота модулирующего напряжения).

1. При осциллографическом методе измерений коэффициента амплитудной модуляции модулированный по амплитуде сигнал несущей частоты подводят к вертикальному входу электронного осциллографа и регулируют усилие до получения достаточного для наблюдения размера изображения по вертикали. Форма наблюдаемого на экране изображения зависит от характера напряжения развертки, поступающего на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ. Осциллограмму амплитудно-модулированного сигнала получают при линейно нарастающем напряжении внутреннего генератора развертки. Количество наблюдаемых периодов определяется кратностью частот развертки и модулирующего напряжения. Синусоидальное напряжение развертки подают от внешнего генератора на горизонтальный вход осциллографа.

Осциллографический метод удобен,прост и нагляден, однако погрешность измерений сравнительно велика (прядка 5-10%).

 

Этот метод применяют при исследовании генераторов и передатчиков, высокочастотный сигнал которых модулирован синусоидальным или импульсным напряжением.

2. При непосредственном методе измерений коэффициента амплитудной модуляции используют модулометры с прямым отсчетом этого коэффициента по шкале магнитоэлектрического измерителя.

Эти приборы основаны на измерении модулирующего напряжения, амплитуда которого зависит от коэффициента модуляции. Модулирующее напряжение получают детектированием модулированного сигнала

3. При непосредственном методе измерений коэффициента частотной модуляции используют девиометры с прямым отсчетом Δf этого коэффициента по шкале магнитоэлектрического измерителя. Эти приборы основаны на применении частотного детектора, преобразующего изменение частоты в постоянное напряжение U. Девиометр представляет собой калиброванный радиоприёмник частотно-модулированных сигналов. Модулированный только по частоте сигнал в котором, поступает на частотный детектор, на выходе которого звуковое напряжение зависит от девиации частоты. Усиленное звуковое напряжение отсчитывают по шкале электронного вольтметра, проградуированной в значениях девиации частоты.

 

Измерение нелинейных искажений.

Нелинейные искажения синусоидального сигнала (искажения формы) – возникают при его прохождении через тракт передачи, в котором рабочие участки характеристик транзисторов, трансформаторов и других нелинейных элементов не строго линейны.

Нелинейные искажения вызваны нелинейностью системы обработки и передачи сигнала. Эти искажения вызывают появление в частотном спектре выходного сигнала составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Нелинейные искажения представляют собой изменения формы колебаний, проходящих через электрическую цепь (например, через усилитель или трансформатор), вызванные нарушениями пропорциональности между мгновенными значениями напряжения на входе этой цепи и на ее выходе. Это происходит, когда характеристика выходного напряжения нелинейно зависит от входного. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник. Типовые значения КНИ: 0 % — синусоида; 3 % — форма, близкая к синусоидальной; 5 % — форма, приближенная к синусоидальной (отклонения формы уже заметны на глаз); до 21 % — сигнал трапецеидальной или ступенчатой формы; 43 % — сигнал прямоугольной формы.

Искаженный сигнал на выходе исследуемого тракта, например, усилителя низкой частоты, можно наблюдать на экране электронного осциллографа, подав от измерительного генератора на вход тракта сигнал синусоидальной формы.

Искаженный сигнал кроме основного гармонического колебания частотой f содержат меньшие по амплитуде гармонические составляющие частотой 2f, 3f, 4f …при искажении одной полуволны или частотой 3f, 5f, 7f …при одинаковом искажении обеих полуволн.

Коэффициент нелинейных искажений, или коэффициент гармоник

Кг=100% = =

определяют как отношение среднеквадратичной суммы напряжений

Uг = √ U22 + U23 + Un2

всех гармоник от второй и выше к напряжению первой гармоники U1.

При Кг ≥ 5÷6% искажения формы видны на осциллограмме выходного сигнала и воспринимаются органами слуха как изменение тембра звука.

Коэффициент гармоник можно измерить косвенно анализаторами гармоник и спектра, однако этот способ трудоемок. Специальные приборы – измерители нелинейных искажений – позволяют непосредственно отсчитывать коэффициент гармоник по шкале электронного вольтметра, измеряющего среднеквадратичную сумму напряжений Uг всех гармоник, кроме первой, которая подавляется заграждающим фильтром и не поступает на вход вольтметра. Таким образом, прибор измеряет коэффициент искажений

, который несколько отличается от коэффициента гармоник Кг. При малых значениях коэффициента искажений можно считать, что К ≈ Кг ; при К˃10 ÷ 15% пересчет выполняют по формуле Кг = К/√1-К2.

Этот принцип используется в измерителе нелинейных искажений С6-1А, которым измеряют напряжения искаженного сигнала и гармоник. Коэффициент отсчитывают по шкале электронного вольтметра, измеряющего напряжение гармоник, предварительно откалибровав искаженный сигнал.

Прибор предназначен для измерений

· коэффициента искажений от 0,1 до 100% с погрешностью 5 и 9% соответственно в диапазоне низких частот от 50 до 10 000 и от 10 000 до 20 000Гц при уровнях исследуемого напряжения от 0,1 до 100В

· может быть использован как электронный вольтметр для измерений переменных напряжений от 0,1мВ до 100В с погрешностью 10% в диапазоне частот от 20Гц до 200кГц. В

· прибор встроен генератор синусоидальныхг˂0,1%) напряжений частотой 1кГц. Это напряжение плавно регулируется от 0,1 до 3В и подается на гнездо «Вых. генератора».

Основные узлы измерителя нелинейных искажений С6-1А:

ПУ – четырехкаскадный предварительный усилитель охваченный глубокой ООС и не вносит дополнительных искажений.

СС – селективная система это мостовой RC – фильтр, обеспечивающий резкое снижение усиления на частоте настройки фильтра и достаточную равномерность прохождения всех гармоник. Фильтр настраивают на частоту исследуемого сигнала, плавно изменяя емкость сдвоенного конденсатора переменной емкости C и переключая ступенями резисторы R. Балансируют мост ручками «Баланс» до полного подавления первой гармоники, что определяют по минимуму показаний электронного вольтметра.

УГ – усилитель гармоник обеспечивает необходимое усиление гармоник в широком диапазоне частот и охвачен глубокой ООС.

ЭВ – высокочувствительный электронный вольтметр, выполненный по схеме усилитель-выпрямитель, имеет переключатель пределов измерений на 10 положений: от 3мВ до 100В. На выходе усилителя вольтметра для измерения действующих значений переменных напряжений включен квадратичный диодный выпрямитель.

При измерениях вход вольтметра подключают к выходу предварительного усилителя ПУ, для чего переключатель П3 устанавливают в положение «Калибр». Регулируя потенциометром «Калибр» усиление ПУ, устанавливают стрелочный указатель вольтметра, включенного на предел «3V, 100%», на отметку 10. Затем переводят переключатель П3 в положение Кг и между ПУ и вольтметром включается селективная система СС, которую настраивают на частоту первой гармоники. Так как на вход вольтметра поступают напряжения гармоник, его показания резко падают. Точно настраивая RC-фильтр, и переключая вольтметр на более чувствительный предел, добиваются полного подавления первой гармоники и отсчитывают коэффициент гармоник Кг в процентах по соответствующей шкале для выбранного предела измерения вольтметра.

В положении «V» переключателя П3 вход вольтметра подключается к входному гнезду прибора «Вх», на которое подается измеряемое напряжение, при этом прибор используют как чувствительный электронный вольтметр.

Переключатель входа на пять положений П1 позволяет согласовать входной искажённый сигнал с входом измерителя. При подаче напряжения свыше 10В тумблером П2 подключают делитель напряжения. Вх СИМ – симметричный входной сигнал.

Г – генератор синусоидальных напряжений, встроенный в прибор.

Литература: Телешевский Б.Е. Измерения в электро - и радиотехнике. §49, стр. 195-198.



Структурная схема измерителя нелинейных искажений С6-1А

V
Кг
Калибр
ЭВ
П3
П2
П1
Вх СИМ
Т
Г
Вых
УГ
СС
ПУ
               
   
   
 
     
 
 
 

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Калибровка. Применение осциллографа для анализа сигналов | Тема 3.1. Место и роль калькулирования себестоимости продукции в управлении производством
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 515; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.029 сек.